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ConCm±(n=1-5; m=1,2)团簇的密度泛函理论研究
引用本文:张蓓,保安,陈楚,张军.ConCm±(n=1-5; m=1,2)团簇的密度泛函理论研究[J].物理学报,2012,61(15):153601-153601.
作者姓名:张蓓  保安  陈楚  张军
作者单位:1. 西安交通大学理学院,西安710049/新疆大学物理科学与技术学院,乌鲁木齐830046
2. 内蒙古科技大学理学院,包头,014010
3. 新疆大学物理科学与技术学院,乌鲁木齐,830046
基金项目:国家自然科学基金(批准号: 10864005), 新疆维吾尔自治区高校科研计划(批准号: 050161)和新疆大学2008年院校联合项目(批准号: 07.02.0419)资助的课题.
摘    要:本文采用基于自旋极化的密度泛函理论系统研究了ConCm± (n=1-5; m=1,2)团簇的几何结构和电子结构特性. 将ConC± (n=2-5)团簇中的一个Co替换为C原子, 个体的基态几何结构发生明显变化; 在ConC2± (n=1-5)团簇的生长序列中, 发现从n=3开始团簇中的两个C原子有彼此分离分布的趋势, 我们分析, 这是Co金属能够维持单壁碳纳米管(SCNTs)保持开口生长, 成为非常有效的一种催化剂的重要原因. 同时, 将ConC± (n=2-5)团簇中添加一个Co原子后系统的总磁矩出现大幅下降的趋势, 但仍保持奇偶交替的规律. 通过比较中性及带电的ConC以及ConC2 (n=1-5)团簇的碎裂能, 本工作发现: 由实验获取的SCNTs应均为带正电的体系, 这一结论与已有的实验模型拟合得很好.

关 键 词:Co-C团簇  密度泛函理论  电子结构
收稿时间:2011-09-19

Density-functional theory study of Co_nC_m~±(n = 1-5,m = 1,2) clusters
Zhang Bei,Bao An,Chen Chu,Zhang Jun.Density-functional theory study of Co_nC_m~±(n = 1-5,m = 1,2) clusters[J].Acta Physica Sinica,2012,61(15):153601-153601.
Authors:Zhang Bei  Bao An  Chen Chu  Zhang Jun
Institution:1. College of Science, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China;2. Department of Physices, Xinjiang University, Urumchi 830046, China;3. College of Science, Neimenggu science and technology University, Baotou 014010, China
Abstract:The geometrical and electronic structures of ConCm± (n=1-5, m=1,2) clusters are investigated using spin-polarized DFT calculations. ConC± (n=2-5) and ConC2± (n=1-4) clusters of their ground-state structures different. From n=3, two C atoms are located apart from each other, we think, it is an important reason for Co catalyze C in to single walled carbon nanotubes effectively. The total magnetic moment of ConC2± (n=2-5) are lower than those of ConC± (n=2-5) clusters, and they both alternated with odd and even numbers. By comparing the fragmentation energies of neutral and charged ConC and ConC2 (n=1-5) clusters, we conclude that the single walled carbon nanotubes obtained in experiment is electropositive. This conclusion is in good agreement with that from expersimental model
Keywords:Co-C cluster  density-functional theory  electronic structures
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